全文 3021 字，阅读时间预计 3 分钟。你将看到：无处不在的微生物，无所不能的微生物基因测序。
深蓝盘点了这 3 家初创公司，利用微生物基因测序完成了许多不可能完成的任务：
有望根治消化道头号怪病的 Enterome Biosicence
看你嘴里有什么微生物的 uBiome
在干旱地区提高棉花产量的 Indigo
微生物基因测序技术准备好了，商业化刚刚起步，这是一片亟待开采的市场。
你以为你每天克制饮食，勤于锻炼，就一定会瘦吗？
实验证明，与其刻苦减肥，不如 “吃屎”。
2009 年，美国微生物科学院院士、上海交大教授赵立平通过微生物基因组测序技术，证实肥胖与双歧杆菌减少 、硫酸盐还原菌增加正相关。为了改变胖子的肠道菌群，美国麻省总医院研发了一种 “有味道” 的技术：把瘦子的粪便制成减肥药。这项技术称为 “粪菌移植” ，已经成为微生物组产业三大支柱之一（微生物基因组检测、微生态药物以及粪菌移植技术）。
听起来有些难以下咽，但学界认可：目前粪菌移植技术在 SCI 上已有 614 篇相关文献发表。
我们的肠道里有上千种微生物、万亿个微生物细胞。如何知道哪一种微生物能够帮助减肥？哪些微生物会让人变胖？
肠道中有双歧杆菌、大肠杆菌、优杆菌、类杆菌等上千种微生物。
这就需要用到微生物基因组测序和分析。简而言之，就是对微生物进行基因测序，然后放到数据库中进行比对，继而分析出微生物的种类，哪一种有益，哪一种有害，甚至各自的功能。
2016 年 5 月，奥巴马政府推出 “国家微生物组计划（NMI）”，启动资金超过 5 亿美元。国际上已有 8 个人体微生物组计划，9 个环境微生物组计划。人类投资数十亿美元，试图用基因测序精准描绘十几万种微生物的遗传信息。
为什么微生物的基因会受到如此重视？
目前人体与动物基因组已测序完毕，数据库完备。而微生物基因组测序比前两者整整晚了十年。
微生物组测序这片未知领地一经探索，可推动以下三个领域的发展：
1、微生物可以应用于临床诊断和治疗
例如，如果我们想要避免做肠镜，可以以粪便为样本，检测肠道菌群，找出失调的微生物，与已知的病症对应菌群分布进行对比，诊断病情。进而研发出相应药物对失调的微生物进行激活或者抑制。
人体自身携带 1000 万亿个微生物细胞，总重量加起来超过 1 公斤。微生物与人体互利共生，互相影响健康。科研已证实肠道菌群失调与肥胖症、糖尿病、精神疾病等等有直接关系。
2、微生物可以应用于保健品行业
比如某些酸奶就主打益生菌和益生元对肠道的益处。不同菌种、不同菌株和配比，能产生不同功效，可根据每种人群的肠道菌群，针对性研制益生菌产品，还可用肠道菌群测序结果来评价保健品的调理效果。
3、微生物可应用于农业
微生物养料可精确定制不同农作物所需的微生物养料，可显著提高农业产量。
图为非洲最大的棉花基地 Burkina Faso，主席 Christian Kabore 在采访中表示，棉花产量已经不足了。
1995 年，生命科学家弗雷彻曼（ Fleichman ）完成了流感嗜血杆菌的全基因组测定，微生物基因测序的研究启动。
2016 年，微生物基因测序已做好广泛应用的准备 。为什么这么说呢？
第一，基因测序技术经历了三代革新，第三代测序技术时间缩短、成本降低，让大规模微生物组测序成为可能。
对于一个微生物的全基因组，第一代测序技术要 100 台仪器、数年、数十万美元才能测完。而现在一台仪器、十分钟、几千美元就能测。
第二，微生物基因的数据库越来越大、越来越精准。
2007 年，美国启动了 900 个微生物组测序的 “人类微生物组计划”，目前已接近完成。截止 2015 年，在美国国家生物技术信息中心（NCBI）的公开数据库，已收录 4517 种细菌、 3926 种病毒、 272 种古生菌的全基因组序列。
第三，云计算、机器学习在生物方面的应用开始普及。
微生物组信息量极大。如果把 NCBI 的微生物组数据用 DVD 储存（平均 700 MB），这些 DVD 垒起来有 4 个世界第一高楼迪拜塔高。云计算的出现，能够突破本地储存对硬件的高要求。
微生物基因的数据信息复杂。即使最新测序技术也无法突破测序结果误差大，不完整的瓶颈。这些碎片化，有错误的的微生物信息难以正确比对数据库中的信息。而机器学习算法发展，能够有效，快速得分析数据。
在欧美，“微生物组测试”正在从实验室走向市场
在中国，微生物组测序服务只针对科研，提供者如华大基因、诺禾致源、美吉生物等。目前，微生物组测序的商业应用一片空白，人们正期待新的产业诞生。
目前，将微生物组测序进行商业应用的公司大部分处于初创阶段，主要集中在法国和美国两个国家。应用于医疗诊断，农业和保健食品三个领域。深蓝挑选出了三家相对成熟的创业公司，挑选依据如下：对应市场需求点、技术可靠程度、创始人背景。
1、Enterome Biosicence
创始团队通过研究肠道菌群基因组开发药品，有望根治号称消化科 “头号怪病” 的克罗恩病。这是一种病因不明、反复发作、无法根治的肠道炎症性疾病。团队发现，形成该病的主要原因是粘附侵袭性大肠杆菌（AIEC）过多，造成肠道黏膜病变。这款能有效抑制大肠杆菌增殖的药物正处于人体临床试验阶段。
Enterome Bioscience 官网界面，主打多年资深微生物基因组研究技术。
Enterome Bioscience 2012 年成立于巴黎，今年 5 月在位于波士顿的生物医药创业硅谷——肯德尔广场（ Kendall Square）开了一家分公司。肯德尔广场紧邻哈佛、MIT，是世界生物技术研发重镇。公司获得了两轮共 1750 万欧元融资，投资方包括微生物投资的全球领导者 Seventure Partners 及雀巢等。
【公司亮点】
1）欧美有约 100 万克罗恩患者，其中 50% 中重度患者需进行长期治疗。然而，服用免疫抑制剂和手术等治疗手段只治标不治本。据估计，在 2020 年将有 60 万中重度患者，意味着 56 亿美元的市场。
2）创始人达斯库 · 艾瑞里奇（ Dusko Ehrlich） 担任法国国家农业研究所（INRA）的研究总监，领导开发了 INRA 宏基因组平台。艾瑞里奇曾在科技期刊发文超过 350 篇。他参与过多个国际微生物组计划。其余两位核心人物均有超过 15 年的微生物组科研经验。
3）Enterome 获得法国国家农业研究所（INRA）技术和资金支持，拥有超过 20 年的研发历史，是微生物组应用的先驱。
4）Enterome 基因组数据库完备，包含所有粪便微生物的全基因组。
5）公司的合作伙伴包括强生制药，梅奥诊所，药物开发公司艾伯维，武田药品工业株式会社等。Enterome 利用其专有的完备基因组数据库，和这些公司共同开发针对克罗恩病、运动障碍疾病等微生物相关疾病。
2、uBiome
这家公司可以为你口腔或肠道中的菌落测序。一个采样套餐 89 美元，用户自主采样后将样本寄回 uBiome， 4-6 周后收到报告。报告不仅包括肠道菌落的种类分布，还可将你的结果与健康人、素食主义者、肥胖者、嗜酒者等等对比。多次测试后，还可以比较不同时间的菌落分布。
uBiome 网站界面，展示单次或多次测量套餐产品，自主测试，方便用户。
2013 年，uBiome 作为全球第一个对大众开放微生物组测序的商业公司，最初的资金由网络众筹得来，共吸引到了 2500 个参与者的 35 万美元支持。2014 年，uBiome 获得种子轮 150 万，A 轮 450 万美金的融资，后成功选入 Y Combinator 以及由 PayPal/Google 创立的 500 Startups.
【公司亮点】
1）uBiome 主要提供个人基础测序服务，利用云服务储存与机器学习，最后将分析结果整理成生动直观，用户容易理解的报告。
2）可以分析的微生物来源广。公司不仅可以分析口腔、肠道中的菌落，还可以分析鼻子、皮肤、生殖器的菌落。除了人体，uBiome 已经分析了肿瘤活检样本、猪的粪便、海水里的微生物等等。
3）开启多方合作，建立商业生态系统。uBiome 为益生元公司 ISOThrive 提供微生物基因测序服务。同时，uBiome 与美国疾病控制与预防中心合作，对至少 1 万份病人粪便样本进行测序分析，拓展数据库。此外，uBiome 还向医疗领域进军，与医疗机构 OpenBiome 的临床医生合作，研究粪菌移植技术。
3、Indigo
Indigo 今年 7 月刚发布首款产品 Indigo Cotton 。 这款 100% 环保产品， 通过微生物组测序，将干旱地区的棉花产量提高了 10%。而现代农业的产量年增长仅为 1%。
Indigo 官网界面。Indigo 采用微生物方式提高作物产量，相比化肥等催产方式，既可以节水，又不会对农作物造成损伤，100% 环保可持续。
这家美国公司成立于 2014 年，首轮投资获得 5600 万美元，今年又获得 1 亿美元的投资，这是农业标的有史以来获得的最大一笔融资。
【公司亮点】
1） Indigo 的产品不仅仅可以提高农作物产量，迎合万亿级农业市场需求，还可以应对全球水资源短缺问题。农业生产水资源用量占全球水资源用量的 70%。在保护环境的基础上，Indigo 用有益微生物处理的低用水量、高产量农作物可能会彻底改变农业现状。
2）公司只有当作物产量有可量化的增长时才会收取费用，这种模式可促使客户购买。今年年底将推出第二款产品 Indigo Wheat，继续针对美国大片的干旱地区，提高小麦的水分利用率。
3）公司 CEO 在过去的 18 年里创立了 3 家公司，其中两个都已经成功上市，募集了超过 7.5 亿美元； 第三个公司是开发一个小分子生物药的，今年被辉瑞以 52 亿美元收购。
4）科技总监罗杰特（Roger） 是农业学专家， 2009-2011 被奥巴马钦点的国家食品农业研究所第一任所长。他目前还担任加州大学世界食品中心所长，Donald Danforth 植物科学中心名誉校长。
5）Indigo 利用微生物组测序技术和生物信息学计算方法，组建了一个关键微生物组信息数据库，利用机器学习，预测对农作物生长最有利的微生物。将这些微生物应用到农作物上，有利于农作物抵御病虫害，提高营养摄入量、水分利用率，最终提高产量。
6）公司的研究团队约 60 人，已为 4 万个微生物进行全基因组测序。公司还已经在三个大洲的十几种作物进行了全年测试。
